Предложен простой способ расщепления воды на кислород и водород

Перемещение

Стиль перемещения краба-щипача аналогичен перемещению хатча, но с некоторыми исключениями:

• Может передвигаться по горизонтали по плиткам, дверям и шлюзам (в открытом, закрытом и авто состояниях) а также по природным твёрдым блокам;
• Может передвигаться по дну бассейнов с жидкостями (любой глубины, в любых сочетаниях);
• Может перепрыгнуть пустой промежуток в 1 клетку между плитками пола;
• Может запрыгнуть на высоту 2 клетки от уровня пола;
• Не может пройти через коридор высотой 1 клетка, так как его рост составляет 2 клетки.

Детёныши краба-щипача прыгать не умеют, в остальном по передвижению аналогичны взрослым особям.

Полезность

После превращения из детёныша во взрослую особь, а также после смерти краб-щипач оставляет после себя панцирь (маленький и большой соответственно). Его можно измельчить в камнедробителе для получения извести.

Промышленное разведение крабов-щипачей окажется особенно актуальным в мирах, где отсутствуют Болотные биомы, а значит нет паку — самого продуктивного источника яичной скорлупы.

Небольшую ферму можно использовать для автоматической утилизации загрязнённой земли (например, от дистилляторов этанола), чтобы не приходилось тратить время дубликантов на рыхление компоста.

Благодаря крабам-щипачам песок становится 100%-восполняемым ресурсом. Ведь можно выращивать, например, щетинкоцветы (расходуя воду), ронять их в грязную воду к крабам и получать песок, необходимый для производства стекла.

Интересные цифры

За свою жизнь (100 циклов) краб-щипач производит:

1 кг яичной скорлупы + 5 кг панцирь (детёныш) + 10 кг панцирь (взрослый) → 16 кг извести

За то же время ферма диких паку произведёт:

(100 / 25) * 2 кг яичной скорлупы → 8 кг извести

Таким образом, выращивание крабов вдвое выгоднее выращивания паку, вне зависимости от того, дикие они или домашние в обоих случаях.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для расщепления воды на водород и кислород, содержащее герметичную, заполненную электролитом емкость электролизера, в которую установлена батарея электродов из нержавеющей стали, соединенных между собой через шайбы из диэлектрического материала при помощи болтов и гаек, аноды и катоды которых, соответственно, последовательно соединены между собой и с источником переменного тока через электромашинный преобразователь, генератор электрических импульсов и электрические переключатели, первая входная трубка емкости электролизера соединена с емкостью с дистиллированной водой через регулятор уровня, вторая входная трубка соединена с емкостью с жидкой щелочью через дозатор, снабженный соленоидом и реле времени, а емкость электролизера соединена с устройством для отделения водорода от кислорода, отличающееся тем, что устройство для отделения водорода от кислорода выполнено в виде вакуум-баллона, снабженного поплавковой камерой, вакуум-регулятором, вакуум-насосами и выходными газопроводами, верхняя часть емкости электролизера соединена при помощи входной трубки со средней частью вакуум-баллона и при помощи выходной трубки через электрический насос – с нижним основанием вакуум-баллона, поплавковая камера с герконами, поплавком и пластинами из постоянного магнита выполнена с возможностью автоматического удаления конденсата из вакуум-баллона в емкость электролизера, выходные газопроводы вакуум-баллона соединены с горелкой через вакуум-насосы и вентили, а вакуум-регулятор оснащен стрелкой из постоянного магнита, по периметру движения которой расположены герконы, соединенные с вакуум-насосами при помощи электрической цепи и выполненные с возможностью взаимодействия магнитного поля стрелки с герконами для создания и поддержания заданных параметров вакуума и управления работой насосов, при этом часть электродов выполнена из никеля с возможностью совмещения функций электрода и катализатора, а поддон емкости электролизера снабжен ультразвуковым или инфразвуковым генератором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены пластинчатыми, перфорированными, гофрированными, щеткообразными сетчатыми, ячеечными, ячеечными сотовыми, ячеечными гребешковыми.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде наружных и внутренних труб разной полярности, поперечное сечение которых может иметь форму окружности, овала, квадрата, ромба, многоугольника, при этом внутренние трубы жестко закреплены на раме, а между внутренними и наружными трубами имеется зазор.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены в форме многоэтажных полок, установленных рядами на разных уровнях таким образом, что электроды одного ряда входят в пазы другого ряда, а между полками и рядами имеется зазор и разная полярность.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость электролизера снабжена компрессором и вакуумным клапаном.

Теоретическое напряжение – разложение – вода

Теоретическое напряжение разложения воды равно напряжению идеального водородно-кислородного элемента и составляет 1 23 в при температуре электролита 17 и давлении 1 ата.
 

Теоретическое напряжение разложения воды равно 1 23 в при 18 С, с повышением температуры оно уменьшается и при 80 С составляет 1 18 в. Фактическое напряжение на электролизере превышает теоретическое и составляет 1 9 – 2 5 в.
 

Теоретическое напряжение разложения воды вычисляется по уравнению Гельмгольца из теплоты реакции сгорания водорода с кислородом в воду и равно 1 223 в. Процесс электролиза воды при 1 223 в идет с поглощением тепла.
 

С повышением температуры теоретическое напряжение разложения воды падает. Температурный коэффициент этой зависимости равен – 0 0008 В / К.
 

Как было показано выше, теоретическое напряжение разложения воды, вычисленное из термодинамических данных, равно 1 23В при атмосферном давлении и температуре 25 С. Напряжение выше теоретического необходимо, чтобы реакция протекала с заметной скоростью. Эта величина избыточного напряжения по сравнению с теоретическим напряжением разложения обычно называется перенапряжением.
 

Разность ( фа-фк) определяет величину теоретического напряжения разложения воды, которое в стандартных условиях ( температура 25 С, давление 1 01 – 105 Па) составляет 1 23 В.
 

Так как потенциалы водородного и кислородного электродов находятся в одинаковой зависимости от рН, теоретическое напряжение разложения воды не зависит от рН электролита, но зависит от температуры. При повышении температуры от 25 до 80 С оно снижается от 1 23 до 1 18 В.
 

Определить количество электричества, необходимое для выделения 1 м3 водорода и 0 5 м3 кислорода, получаемых при электролизе воды. Теоретическое напряжение разложения воды равно 1 23 В ( при 18 СС), а фактическое превышает его в 1 5 – 2 раза.
 

Под теоретическим напряжением разложения принято считать алгебраическую разность равновесных электродных потенциалов. Теоретическое напряжение разложения воды, равное разности стандартных потенциалов кислородного и водородного электродов, можно рассчитать по изменению изобарно-изотермического потенциала реакции образования воды из элементов в стандартных условиях.
 

Существенное значение для энергетического баланса электролитической ячейки имеет сопротивление твердого электролита особенно в процессе интенсивной работы при высоких плотностях тока. Применяемые в настоящее время твердые электролиты на основе ZrOg имеют сравнительно высокое удельное сопротивление, которое существенно зависит от модифицирующих добавок и температуры. Электропроводимость смешанных оксидных электролитов, содержащих добавки иттербия, выше, чем электролитов с добавками одного иттрия, но последняя добавка более доступна и менее дорога. Несмотря на это процесс электролиза с твердым электролитом может быть осуществлен при более низком напряжении на ячейке, чем в электролизерах с водными растворами электролитов. Это объясняется снижением теоретического напряжения разложения воды при повышении температуры, уменьшением практически до незначительной величины перенапряжения на электродах и возможностью уменьшения толщины слоя электролита до 0 25 – 0 50 мм.
 

Термохимическое разложение – вода

Термохимическое разложение воды изучается давно. Однако необходимые термодинамические условия не удалое обеспечить. В этом цикле предложено использовать цезий и его окислы. Недостатком метода является необходимость ведения ре пмн разложения воды при 1300 С.
 

Термохимическое разложение воды происходит с использованием термохимических циклов. Циклы состоят из нескольких химических стадий, протекающих с использованием реа-гентов, которые затем регенерируются и возвращаются в цикл.
 

Метод термохимического разложения воды позволяет заменить дорогое органическое топливо ( природный газ, мазут) более дешевым теплом атомного реактора. Последний источник сущест венно снижает энергозатраты технологического процесса.
 

В целом термохимическое разложение воды является замкнутым циклом, так как все исходные реагенты отделяются от продуктов реакции и возвращаются в цикл, кроме воды, расходуемой на образование водорода и кислорода. Максимальная температура реакций ( реакция г) не превышает 700 С и может быть обеспечена теплоносителем на выходе из ядерного реактора на уровне 800 – 900 С.
 

Целевым продуктом термохимического разложения воды является водород. Процесс сопровождается выделением больших количеств кислорода.
 

Представляет значительный интерес термохимическое разложение воды, протекающее при температуре 800f900 C. Расщепление воды на водород и кислород осуществляется по сложному циклу с помощью введения в него на определенных стадиях восстановителей или окислителей. Термохимические циклы трудно реализуемы из-за протекания побочных реакций.
 

В способе получения водорода методом термохимического разложения воды проводят ряд реакций в различных вариантах. ВаСОз и NH4I, термическим разложением которого получают иод, аммиак и водород – целевой продукт. При взаимодействии иода с ВаС03 образуются Ва12, СО2 и кислород, который является конечным продуктом.
 

Использование электрохимических стадий в процессе термохимического разложения воды уменьшает общее число стадий в термохимическом цикле, упрощает технологию процесса, снижает рабочую температуру цикла, требует значительно меньшего напряжения и сопряжена с меньшими потерями энергии, чем прямой электролиз воды. Кроме того, такой комбинированный цикл делает доступными для практического использования ряд реакций, проведение которых обычными термохимическими путями затруднено или просто неосуществимо.
 

Основные направления этих поисков – газификация угля, термохимическое разложение воды, создание ядерно-химического комплекса и др. Однако эти работы находятся в стадии лабораторных исследований, и в настоящее время природный газ является основным сырьем для производства аммиака.
 

На рис. 11.9 представлено изменение себестоимости водорода, получаемого термохимическим разложением воды, в зависимости от стоимости используемого тепла атомного реактора для указанных вариаций удельных капитальных вложений в атомно-водо-родный комплекс. Как видно из рисунка, стоимость водорода, полученного электролизом и при таком варьировании капитальных вложений остается самой высокой.
 

Установлено, что на цеолитах, содержащих поливалентные катионы, возможно проведение термохимического разложения воды в двухстадийном цикле.
 

В настоящее время разрабатывается несколько новых технологий получения водорода, в том числе термохимическое разложение воды, фотолиз и биоконверсия.
 

технология расщепления воды .

Информация о статье

Соавтором этой статьи является . Бесс Руфф — аспирантка из Флориды, работает над получением степени PhD по географии. Получила степень магистра экологии и менеджмента в Бренской школе экологии и менеджмента Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в 2016 году.

Категории: Химия

На других языках:

English: Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis, Español: crear oxígeno e hidrógeno a partir de agua usando electrólisis, Deutsch: Durch Elektrolyse aus Wasser Sauerstoff und Wasserstoff erhalten, Italiano: Produrre Idrogeno e Ossigeno dall’Acqua con l’Elettrolisi, Português: Criar Oxigênio e Hidrogênio a Partir da Água por Meio da Eletrólise, 中文: 用电解法制备氧气和氢气, Français: fabriquer de l’oxygène et de l’hydrogène à partir de molécules d’eau par électrolyse, Nederlands: Waterstof en zuurstof maken door elektrolyse

Эту страницу просматривали 54 283 раза.

Была ли эта статья полезной?

Да
Нет

Разложение – вода

Разложение воды щелочными металлами является необходимым следствием того, что в электрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода. Поэтому щелочные металлы реагируют с водородными ионами даже при такой крайне незначительной концентрации последних, какая наблюдается в сильнощелочных растворах.
 

Разложение воды и получение из нее водорода и кислорода – это тот процесс, который в громадных масштабах осуществляется растительным миром нашей планеты.
 

Разложение воды может производиться методом концентрационной ячейки. Возможности здесь очень значительны. Осуществление этого метода становится реальным благодаря появлению дешевых ионообменных мембран.
 

Разложение воды щелочными металлами является необходимым следствием того, что в алектрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода.
 

Разложение воды щелочными металлами является необходимым следствием того, что в электрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода.
 

Разложение воды под действием а-частиц, впервые исследованное около 1905 г., является одной из самых старых изучавшихся радиационно-химических реакций. В более поздних работах Дюэна и Шойера , Нюрнбергера и Ланнинга и Линда было установлено, что при бомбардировке – частицами вода разлагается с образованием газообразного водорода и кислорода, причем часть кислорода остается связанной с водой в виде перекиси водорода. Выход разложения приблизительно равен 2 молекулам водорода на 100 eV энергии излучения, поглощенной раствором. Казалось, что эта реакция представляет собой типичный пример распада простой молекулы под действием излучения и не включает никаких осложняющих особенностей.
 

Разложения воды можно достичь и простым нагреванием ее паров.
 

Разложение воды может быть осуществлено приложением разности потенциалов между двумя электродами, опущенными в электролит.
 

Разложение воды под действием излучения является одним из наиболее подробно изученных радиохимических явлений.
 

Разложение воды гораздо проще производится путем замещения, пользуясь сродством тел к кислороду или водороду воды. Так, вода с натрием дает водород, а с хлором, отнимающим водород, образует кислород.
 

Разложения воды можно достичь и простым нагреванием ее паров.
 

Разложение воды железом послужило в конце XVIII века одним из доказательств того, что вода есть сложное вещество и что она содержит в своем составе водород.
 

Разложение воды электрическим током подтверждает этот вывод. Прибор для разложения воды показан на рис. 16 ( см. стр. Обе боковые трубки, снабженные кранами, полностью заполнены водой, к которой добавлена серная кислота для лучшей электропроводности воды; при пропускании постоянного тока на катоде ( -) выделяется водород, а на аноде () – кислород. Объем водорода точно в 2 раза больше объема кислорода. Если, отъединив от прибора провода, открыть кран трубки, в которой собран водород, и поднести горящую лучину, газ вспыхнет и сгорит почти; бесцветным пламенем.
 

Вода

Воду нельзя ничем заменить — этим она отличается практически от всех других веществ, которые встречаются на нашей планете. Воду может заменить только сама вода. Без воды нет жизни: ведь жизнь на Земле возникла тогда, когда на ней появилась вода. Жизнь зародилась в воде, поскольку она является естественным универсальным растворителем. Она растворяет, а значит, измельчает все необходимые питательные вещества и обеспечивает ими клетки живых организмов. А в результате измельчения резко возрастает скорость химических и биохимических реакций. Более того, без предварительного растворения невозможно протекание 99,5 % (199 из каждых 200) реакций! (См. также урок 5.1.)

Известно, что взрослый человек в сутки должен получать 2,5–3 л воды, столько же выводится из организма: т. е. в организме человека существует водный баланс. Если он нарушается, человек может просто погибнуть. Например, потеря человеком всего 1–2 % воды вызывает жажду, а 5 % — повышает температуру тела вследствие нарушения терморегуляции: возникает сердцебиение, возникают галлюцинации. При потере 10 % и более воды в организме возникают такие изменения, которые уже могут быть необратимы. Человек погибнет от обезвоживания.

Вода — уникальное вещество. Её температура кипения должна составлять –80 °C (!), однако равна +100 °C. Почему? Потому что между полярными молекулами воды образуются водородные связи:

Поэтому и лёд, и снег — рыхлые, занимают больший объём, чем жидкая вода. В результате лёд поднимается на поверхность воды и предохраняет обитателей водоёмов от вымерзания. Свежевыпавший снег содержит много воздуха и является прекрасным теплоизолятором. Если снег покрыл землю толстым слоем, то и животные и растения спасены от самых суровых морозов.

Кроме того, вода имеет высокую теплоёмкость и является своеобразным аккумулятором тепла. Поэтому на побережьях морей и океанов климат мягкий, а хорошо политые растения меньше страдают от заморозков, чем сухие.

Без воды в принципе невозможен гидролиз, химическая реакция, которая обязательно сопровождает усвоение белков, жиров и углеводов, которые являются обязательными компонентами нашей пищи. В результате гидролиза эти сложные органические вещества распадаются до низкомолекулярных веществ, которые, собственно, и усваиваются живым организмом (подробнее см. уроки 25–27). Процессы гидролиза были нами рассмотрены в уроке 6. Вода реагирует со многими металлами и неметаллами, оксидами, солями.

Задание 12.6. Составьте уравнения реакций:

1. натрий + вода →
2. хлор + вода →
3. оксид кальция + вода →
4. оксид серы (IV) + вода →
5. хлорид цинка + вода →
6. силикат натрия + вода →

Изменяется ли при этом реакция среды (рН)?

Вода является продуктом многих реакций. Например, в реакции нейтрализации и во многих ОВР обязательно образуется вода.

Задание 12.7. Составьте уравнения таких реакций.

Список источников

• ru.wikihow.com
• himi4ka.ru
• oxygen-not-included.fandom.com
• funer.ru
• www.ngpedia.ru
• www.freepatent.ru